Адольф Фик был удивительным ученым. Ему удалось сформулировать закон диффузии, о чем мы уже упоминали, но, что не менее удивительно, довольно быстро после этого применить его в области медицины. Так он непринужденно объединил физику и физиологию.
Вкратце напомним, что Фик точно описал, как вещество, подчиняясь диффузии, перемещается из области с большей его (вещества) концентрации в область с меньшей. Градиент концентрации и вот это вот всё.
Казалось бы, фундаментальный закон, который останется в веках, Фик, угомонись, но не таков наш герой.
Как «человек эпохи просвещения» одним делом Фик заниматься не мог, а потому увлекался еще и физиологией, в частности работой кровеносной системы. Он задался вопросом: как измерить, сколько крови сердце выталкивает в минуту? Величина, которую называли сердечным выбросом.
Напрямую измерить его было сложновато. Тогда Фик решил использовать свой же закон диффузии, только в контексте поглощения кислорода тканями. В 1870 г. он интерпретировал кислород как диффундирующее вещество, а тело — как "мембрану", через которую оно проходит.
Итак, пихаем субъекту трубку с воздухом. Воздух поставляем в точно известных количествах. Субъект дышит. Уже хорошо. Значит мы знаем, сколько кислорода (мл/мин) потребляется субъектом.
Берем пробы венозной и артериальной крови. Высвобождаем кислород из пробы и по чуть-чуть проводим с ним какую-нибудь химическую реакцию, которая проходит только в присутствии кислорода, иначе говоря, титруем. Таким образом мы как минимум узнаем разницу между тем, сколько кислорода «вошло» и сколько «вышло».
Но оказывается, что этого вполне достаточно! Фик знал, сколько кислорода подается, сколько его в крови на пути к сердцу и сколько после. Делим подачу на разницу между исходной и конечной концентрацией и получаем искомый выброс. Кстати для здорового среднестатистического человека он составляет 5 л/мин.